于物流中心和智能制造工厂,自动化立体库的型式和技术在近年来得到了迅猛发展,如除了典型的单深度单货位AS/RS外,逐步发展了双深度和多货位的立体库。在存储设备方面,除堆垛机外,利用四向穿梭车、子母车等技术构成的立体库已经逐渐为市场所接受,以AGV作为存取设备的立体库也在大力推广。另一方面,库前输送系统长期为人们所忽视,关于这方面的研究也不多见。事实上,库前输送系统在自动化立体库中占据了很大的比重,其设计往往成为自动化立体库最困难的部分。很多自动化立体库系统,因为库前输送系统的设计问题,影响了整个物流中心的性能。本文就来谈一谈这一方面的问题。
采用输送机布局,是大多数立体库的首选。这一技术具有集放能力强、效率高、故障率低、安全可靠等特点。但对于巷道数很多的情况,输送机有一个限制是输送能力问题,一般情况下,对于150托盘/小时以内流量来说,输送机是一个比较合适的选择。但更大的流量则要考虑分区作业,或采用方法。输送机方案的另一个缺点是刚性太大,不易扩展。
直线穿梭车方案比纯粹的输送机方案要简单很多,随着巷道的增加,其性价比逐渐增加,并且适应于特殊情况下完成出入库作业,如因为入出库居于一侧,需要往复搬运的情形,是比输送机方案要灵活很多的一种策略。但其输送能力随着距离的增加而迅速减少。即使采用多台车的情形,效果也都很一般。对穿梭车来说,距离不能太远(50米以内),输送效率不能太高(80~90次/小时以内)。
AGV方案类似于四向车方案,具有更高的灵活性和柔性,尤其对远距离输送具有较大优势。需要指出的是,AGV有多种形式,KIVA类AGV采用顶升方式进行移载,因此要设计取放货的月台或输送机,叉式AGV具有更好的性能,可以直接叉取地面上的托盘,但却价格较高。随着KIVA类AGV性价比的提升,其应用前景非常看好。
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[1] 交接库台的效率决定于叉车的效率和单台堆垛机的效率。如果巷道数增加,效率自然就会增加。对于单个巷道而言,其效率不应大于30托盘/小时。
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[2] 输送机方案特别适合于巷道数小于10个的情形,随着巷道数的增加,总体上就不经济了,同时,效率也难以满足要求。
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[3] 环形车可以根据需要增加或减少车辆数量,因此对于巷道数较多的情形是具有优势的。但巷道数较小时,就没有意义了,而是可采用更为经济的直线穿梭车方案货输送机方案。
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[4] 四向穿梭车和AGV理论上可以通过增加车辆的数量来提升效率,但对于具体情况而言,还受空间的约束,太多的车辆事实上会造成拥堵。一般情况下,对于一个10个以上巷道的立体库而言,其输送能力设计保持在200~300托盘/小时即可,过高会导致投资增加,而且会使得系统平衡被打破。
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[5] AGV的优势很多,适应情况也很多。当然,从性价比来说,巷道多一些会更好。另一方面,由于车的数量可变,因此,这一技术对于入出库量的变化有特别的适应性,甚至比四向穿梭车还要更好一些。
与物流的整体概念一样,物流设备与技术,“快”只是众多设计指标中的一个。人的误区是,往往会陷入到一个点而忽视的目标,所谓一叶障目不见泰山。对立体库的库前输送系统而言,系统的平衡往往是设计的主要出发点。所谓平衡,即系统的各个组成部分能力的均衡。不要过分追求局部的最大值,那样的结果不仅对系统无益,往往还有很大的副作用。平衡的设计原则,或许会为我们决定技术的取舍时提供依据。